(57)【要約】  Ｍｇ：１．５〜５．５重量％、Ｚｎ：１．６〜５．０重量％、Ｓｉ：０．４重量％以下、Ｆｅ：０．４重量％以下、Ｃｕ：０．４重量％以下、Ｔｉ：０．２重量％以下、Ｂ：０．１重量％以下及びＢｅ：０．１重量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金を、鋳造した後に、得られた鋳物を研磨してＪＩＳ：Ｚ８７４１に基づいて測定した光沢度が１００％以上であるアルミニウム合金鋳物、特に、自動車用アルミホイールとする。これにより、高い強度、硬度及び靭性を維持しつつ、優れた光輝性を有するアルミニウム合金鋳物、特に自動車用アルミホイールが提供される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｇ：１．５〜５．５重量％、Ｚｎ：１．６〜５．０重量％、Ｓｉ：０．４重量％以下、Ｆｅ：０．４重量％以下、Ｃｕ：０．４重量％以下、Ｔｉ：０．２重量％以下、Ｂ：０．１重量％以下及びＢｅ：０．１重量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金を、鋳造した後に研磨してなる、ＪＩＳ：Ｚ８７４１に基づいて測定した光沢度が１００％以上であることを特徴とするアルミニウム合金鋳物。
【請求項２】
前記アルミニウム合金鋳物が自動車用アルミホイールである、請求項１に記載のアルミニウム合金鋳物。
【請求項３】
厚さ０．５〜１５μｍの陽極酸化皮膜を有する請求項１又は２に記載のアルミニウム合金鋳物。
【請求項４】
Ｍｇ：１．５〜５．５重量％、Ｚｎ：１．６〜５．０重量％、Ｓｉ：０．４重量％以下、Ｆｅ：０．４重量％以下、Ｃｕ：０．４重量％以下、Ｔｉ：０．２重量％以下、Ｂ：０．１重量％以下及びＢｅ：０．１重量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金を、鋳造した後に、得られた鋳物を研磨する、ＪＩＳ：Ｚ８７４１に基づいて測定した光沢度が１００％以上であるアルミニウム合金鋳物の製造方法。
【請求項５】
前記アルミニウム合金鋳物が自動車用アルミホイールである、請求項４に記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法。
【請求項６】
前記鋳造が重力鋳造である請求項４又は５に記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法。
【請求項７】
前記研磨が電解研磨又はバフ研磨である請求項４〜６のいずれかに記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法。
【請求項８】
前記アルミニウム合金を鋳造した後に、３１０〜５８０℃で１〜１０時間、溶体化処理する請求項４〜７のいずれかに記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法。
【請求項９】
前記溶体化処理の後に、１００〜２５０℃で１〜２４時間、時効硬化処理する請求項８に記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法。
【請求項１０】
前記アルミニウム合金を鋳造して研磨した後に、陽極酸化皮膜を形成する請求項４〜９のいずれかに記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法。
【請求項１１】
前記アルミニウム合金を鋳造して電解研磨した後に、陽極酸化皮膜を形成する請求項４〜９のいずれかに記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法。
【請求項１２】
前記アルミニウム合金を鋳造して研磨した後に、クリアー塗装する請求項４〜１１のいずれかに記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム合金を鋳造した後に研磨してなる、光輝性に優れたアルミニウム合金鋳物、特に自動車用アルミホイールに関する。また、そのようなアルミニウム合金鋳物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金鋳物は、自動車、バイクなどの輸送機器；自転車、釣り具などのレジャー用品；建築部材；電子機器又は日用品など、様々な分野に用いられている。合金材料のなかでもアルミニウム合金は比較的高い比強度を有することから、アルミニウム合金鋳物は強度とともに軽さも要求される用途において好適に用いられている。特に、自動車、バイクなどの輸送機器などにおいては、燃費や環境面などの観点から軽量化に対する要求が高いため、これらの部品としてアルミニウム合金鋳物が用いられる場合が増えている。一方、アルミニウム合金鋳物が輸送機器などの外装部品などとして用いられる場合には、機械的性質に加えて、意匠性が要求されることも多い。このようなアルミニウム合金鋳物に意匠性を付与する一つの手段としては光輝性を高めることが金属光沢による質感や美感が得られるため効果的である。【０００３】
なかでも自動車用アルミホイールは、意匠性がその商品価値に大きな影響を与えることから、高い意匠性が求められるアルミニウム合金鋳物である。一方、自動車用アルミホイールは高い安全性が求められるものである。そのため、これまで鋳造自動車用アルミホイール用のアルミニウム合金としては、強度や硬度に優れるＡＣ４ＣＨなどのＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金が主に用いられてきた。しかしながら、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金鋳物は、Ｓｉが偏析することによる硬い析出物が表面に生じるため、研磨を行っても良好な光輝性を得ることが難しかった。光輝性に優れるアルミニウム合金としては、ＡＣ７ＡなどのＡｌ−Ｍｇ系の合金などが広く用いられている。このようなＡｌ−Ｍｇ系の合金は、光輝性には優れるものの、鋳造性が悪く、強度や硬度などが不十分であった。また、熱処理により強度や硬度を向上させることもできなかった。このようなことから、これまでの鋳造自動車用アルミホイールはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金を用いて鋳造したものに、装飾用のクロムメッキなどを形成して意匠性を付与したものが多かった。しかしながら、クロムメッキを形成した場合には高コストになるうえに、シアン化合物や６価クロムなどの有害物質を使用するため環境面で問題があり、さらに、アルミニウム合金のリサイクル性の面でも問題があった。一方、強度などを維持したままアルミニウム合金鋳物表面の光輝性を高めるための種々の手段が提案されている。【０００４】
特許文献１には、Ｓｉ：０．２質量％以下、Ｍｇ：２．２〜４．０質量％、Ｆｅ：０．２５〜０．４質量％、Ｍｎ：０．０５質量％以下、Ｚｎ：０．５〜１．５質量％、Ｃｕ：０．０５質量％以下、Ｔｉ：０．０３質量％以下を含み、残部が不可避的不純物を含むＡｌからなるアルミニウムダイカスト合金材料が記載されている。実施例には、作製したアルミニウムダイカスト合金材料を鏡面バフ仕上げした後、厚さ５μｍの硫酸アルマイトを形成したアルミニウムダイカスト合金材料が記載されている。しかしながら、該アルミニウムダイカスト合金材料は、強度及び光輝性が不十分であった。【０００５】
特許文献２には、質量％で、Ｓｉ：０．００５〜０．０３％、Ｆｅ：０．００５〜０．０５％、Ｍｇ：２．５〜５．０％、Ｃｒ：０．１０〜０．３０％、Ｃｕ：０．０１〜０．１％、Ｔｉ：０．０２％以下、Ｂｅ：０．００１〜０．０２を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなることを特徴とする光輝性アルミニウム合金材が記載されている。該アルミニウム合金材は、マトリクスと析出物の溶解電位が調整され、研磨表面の溶解が均一になり平滑化されることから光輝性が得られるとされている。また、所定の条件で熱処理することで光輝性がもたらされるとされている。そして、このようなアルミニウム合金材は自動車用ホイールに好適に用いられる旨が記載されている。しかしながら、該アルミニウム合金材は光輝性が十分ではなかった。【０００６】
特許文献３には、Ｚｎ４．５〜６．５重量％、Ｍｇ０．４〜１．２重量％、Ｃｕ０．０５〜０．４０重量％、Ｚｒ０．０５〜０．２５重量％、Ｆｅ０．１５重量％以下、Ｓｉ０．１５重量％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなり、Ｚｎの含有量とＭｇの含有量との比Ｚｎ／Ｍｇが６〜１２であり、Ｆｅの含有量とＳｉの含有量との比Ｆｅ／Ｓｉが１．５以上であることを特徴とする光輝性および熱間加工性に優れた高力アルミニウム合金が記載されている。実施例には、このような組成の鋳塊を均質化処理した後、押出加工して得た中空材を時効硬化処理したアルミニウム合金材が記載されており、該アルミニウム合金材は優れた機械的性質、光輝性、耐応力腐食割れ性、および熱間加工性を発揮したとされている。しかしながら、該アルミニウム合金材は光輝性がなお不十分であった。【０００７】
特許文献４には、Ｍｇ２〜６％、Ｚｎ１〜５％、Ｔｉ０．０３〜０．４％、Ｚｒ０．０３％〜０．４％と、Ｍｎ０．１０〜１．０％、Ｃｒ０．０５〜０．６％のいずれか１種以上とを含み、かつＴｉとＺｒの合計が０．４％以下で、残部Ａｌおよび同伴する不純物からなる鋳造用アルミニウム合金が記載されている。このようなアルミニウム合金は耐食性、耐応力腐食性、陽極酸化性、機械加工性などのＡｌ−Ｍｇ系合金の有する諸性質を維持したまま、鋳造性、機械的性質、溶接性が改善されているとされている。また、該鋳造用アルミニウム合金の用途として多数例示されているもののなかに自動車用ホイールが記載されている。実施例には、鋳造した該アルミニウム合金をアルカリエッチングしてリン酸−硝酸溶液で化学研磨した後、厚さ１０μｍの陽極酸化皮膜を形成したものが記載されており、このときの表面は美しい銀白色を呈していたとされている。しかしながら、このようなアルミニウム合金は光輝性がなお不十分であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１８７５号公報
【特許文献２】特開２００８−２３１５０５号公報
【特許文献３】特開平６−１４５８７１号公報
【特許文献４】特開昭６２−１７１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、高い強度、硬度及び靭性を維持しつつ、優れた光輝性を有するアルミニウム合金鋳物、特に自動車用アルミホイールを提供することを目的とするものである。また、そのようなアルミニウム合金鋳物の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、Ｍｇ：１．５〜５．５重量％、Ｚｎ：１．６〜５．０重量％、Ｓｉ：０．４重量％以下、Ｆｅ：０．４重量％以下、Ｃｕ：０．４重量％以下、Ｔｉ：０．２重量％以下、Ｂ：０．１重量％以下及びＢｅ：０．１重量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金を、鋳造した後に研磨してなる、ＪＩＳ：Ｚ８７４１に基づいて測定した光沢度が１００％以上であることを特徴とするアルミニウム合金鋳物を提供することによって解決される。【００１１】
このとき、前記アルミニウム合金鋳物が自動車用アルミホイールであることが好適である。【００１２】
本発明のアルミニウム合金鋳物は、厚さ０．５〜１５μｍの陽極酸化皮膜を有することが好適である。【００１３】
上記課題は、Ｍｇ：１．５〜５．５重量％、Ｚｎ：１．６〜５．０重量％、Ｓｉ：０．４重量％以下、Ｆｅ：０．４重量％以下、Ｃｕ：０．４重量％以下、Ｔｉ：０．２重量％以下、Ｂ：０．１重量％以下及びＢｅ：０．１重量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金を、鋳造した後に、得られた鋳物を研磨する、ＪＩＳ：Ｚ８７４１に基づいて測定した光沢度が１００％以上であるアルミニウム合金鋳物の製造方法を提供することによっても解決される。【００１４】
このとき、前記アルミニウム合金鋳物が自動車用アルミホイールであることが好適である。【００１５】
前記鋳造が重力鋳造であることが好適である。また、前記研磨が電解研磨又はバフ研磨であることも好適である。【００１６】
前記アルミニウム合金を鋳造した後に、３１０〜５８０℃で１〜１０時間、溶体化処理することが好適であり、前記溶体化処理の後に、１００〜２５０℃で１〜２４時間、時効硬化処理することがより好適である。【００１７】
本発明のアルミニウム合金鋳物の製造方法において、前記アルミニウム合金を鋳造して研磨した後に、陽極酸化皮膜を形成することが好適であり、前記アルミニウム合金を鋳造して電解研磨した後に、陽極酸化皮膜を形成することがより好適である。また、前記アルミニウム合金を鋳造して研磨した後に、クリアー塗装することも好適である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のアルミニウム合金鋳物は、高い強度、硬度及び靭性を維持しつつ、優れた光輝性を有する。このようなアルミニウム合金鋳物は、特に、自動車用アルミホイールとして好適に用いることができる。また、本発明のアルミニウム合金鋳物の製造方法によれば、光輝性に優れたアルミニウム合金鋳物を簡便に製造できる。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明のアルミニウム合金鋳物は、Ｍｇ：１．５〜５．５重量％、Ｚｎ：１．６〜５．０重量％、Ｓｉ：０．４重量％以下、Ｆｅ：０．４重量％以下、Ｃｕ：０．４重量％以下、Ｔｉ：０．２重量％以下、Ｂ：０．１重量％以下及びＢｅ：０．１重量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金を、鋳造した後に研磨してなる、ＪＩＳ：Ｚ８７４１に基づいて測定した光沢度が１００％以上であるものである。
【００２０】
本発明のアルミニウム合金鋳物は、Ｍｇを１．５〜５．５重量％含有する。Ｍｇはアルミニウム合金鋳物の光輝性を高めるために添加するものである。さらに、ＭｇがＺｎとともに含有することで該アルミニウム合金鋳物は高い強度や硬度を有するようになる。Ｍｇの含有量が１．５重量％未満の場合には、アルミニウム合金鋳物の強度及び硬度が不十分になる。Ｍｇの含有量は、２．５重量％以上であることが好適であり、３．５重量％以上であることがより好適である。一方、Ｍｇの含有量が５．５重量％より多い場合には、湯流れ性など鋳造性が悪くなる。Ｍｇの含有量は、５．３重量％以下であることが好適である。
【００２１】
本発明のアルミニウム合金鋳物は、Ｚｎを１．６〜５．０重量％含有する。Ｚｎを含有することで光輝性を低下させることなく該アルミニウム合金鋳物の強度及び硬度を高めることができる。また、Ｚｎは鋳造時の湯流れ性を向上させる効果も有する。Ｚｎの含有量が１．６重量％未満の場合には、強度や硬度が不十分になる。Ｚｎの含有量は２．０重量％以上であることが好適であり、２．５重量％以上であることがより好適である。一方、Ｚｎの含有量が５．０重量％より多い場合には、粒界腐食が発生したり、靭性が不十分になる。Ｚｎの含有量は、４．５重量％以下であることが好適であり、４．０重量％以下であることがより好適である。
【００２２】
本発明のアルミニウム合金鋳物は、Ｔｉを０．２重量％以下含有する。Ｔｉはアルミニウム合金鋳物の結晶を微細化する作用を有しており、該アルミニウム合金鋳物の強度や光輝性がさらに高まる。Ｔｉの添加に際して、Ｔｉを単独で添加してもよいし、Ｂとともに添加してもよい。Ｔｉの含有量が０．２重量％より多い場合には光輝性が低下する。一方、Ｔｉの含有量は０．０１重量％以上であることが好適である。Ｔｉの含有量が０．０１重量％未満である場合にはＴｉの配合による結晶を微細化する作用が発現しないおそれがある。
【００２３】
本発明のアルミニウム合金鋳物は、Ｂを０．１重量％以下含有する。ＢはＴｉを添加する際に、Ｔｉともに添加されることがあるものである。例えば、Ｔｉを有効成分として含有させるに際して、ＴｉＢ２を添加して行った場合に、ＴｉとともにＢが該アルミニウム合金鋳物に含有することになる。ＢをＴｉとともに添加すると、Ｔｉを単独で添加した場合よりもさらにアルミニウム合金鋳物の結晶を微細化する効果が高くなる。Ｂの含有量は０．００５重量％以上であることが好適である。Ｂの含有量が０．００５重量％未満である場合にはＢの配合による結晶を微細化する作用が発現しないおそれがある。
【００２４】
本発明のアルミニウム合金鋳物は、Ｂｅを０．１重量％以下含有する。Ｂｅは鋳造時の湯流れ性を向上させる効果やアルミニウム合金鋳物に対する酸化防止効果を有する。Ｂｅの含有量が０．１重量％より多い場合にはコスト高になる。一方、Ｂｅ含有量は０．０００１重量％以上であることが好適である。Ｂｅの含有量が０．０００１重量％未満である場合にはＢｅの配合による酸化防止効果が発現しないおそれがある。
【００２５】
本発明のアルミニウム合金鋳物は、Ｓｉを０．４重量％以下含有する。本発明において、Ｓｉの含有量はできる限り少ないほうが好ましい。Ｓｉの含有量が０．４重量％より多い場合には、鋳造後のアルミニウム合金鋳物の表面にＳｉが析出して光輝性が不十分になる。Ｓｉの含有量は、０．２重量％以下であることが好適であり、０．１５重量％以下であることがより好適である。Ｓｉの含有量は、通常０．０１重量％以上である。Ａｌなどに不可避的に含有するＳｉを完全に除去するのはコスト高になるおそれがあるからである。
【００２６】
本発明のアルミニウム合金鋳物は、Ｆｅを０．４重量％以下含有する。本発明において、Ｆｅの含有量はできる限り少ないほうが好ましい。Ｆｅの含有量が０．４重量％より多い場合には、アルミニウム合金鋳物の強度、靭性、耐食性及び光輝性が不十分になる。Ｆｅの含有量は、０．３重量％以下であることが好適であり、０．２重量％以下であることがより好適である。Ｆｅの含有量は、通常０．０１重量％以上である。Ａｌなどに不可避的に含有するＦｅを完全に除去するのはコスト高になるおそれがあるからである。
【００２７】
本発明のアルミニウム合金鋳物は、Ｃｕを０．４重量％以下含有する。本発明において、Ｃｕの含有量はできる限り少ないほうが好ましい。Ｃｕの含有量が０．４重量％より多い場合には、アルミニウム合金鋳物の耐食性及び光輝性が不十分になる。Ｃｕの含有量は、０．２重量％以下であることが好適であり、０．１重量％以下であることがより好適である。Ｃｕの含有量は、通常０．０１重量％以上である。Ａｌなどに不可避的に含有するＣｕを完全に除去するのはコスト高になるおそれがあるからである。
【００２８】
本発明のアルミニウム合金鋳物は、Ｍｇ：１．５〜５．５重量％、Ｚｎ：１．６〜５．０重量％、Ｓｉ：０．４重量％以下、Ｆｅ：０．４重量％以下、Ｃｕ：０．４重量％以下、Ｔｉ：０．２重量％以下、Ｂ：０．１重量％以下及びＢｅ：０．１重量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金を、鋳造した後に、得られた鋳物を研磨することによって製造することができる。
【００２９】
本発明のアルミニウム合金鋳物を製造する場合の鋳造方法は特に制限されない。例えば、砂型鋳造法、金型重力鋳造法、金型重力傾斜鋳造法、などの重力鋳造法；低圧鋳造法；ダイカスト鋳造法などの加圧鋳造法などの一般的に用いられる鋳造方法を採用することができる。なかでも、重力鋳造法又は低圧鋳造法が好適であり、重力鋳造法がより好適である。重力鋳造法のなかでも、金型重力鋳造法又は金型重力傾斜鋳造法が好適であり、金型重力傾斜鋳造法がより好適である。鋳造する際に用いる溶湯は常法により原料を上記のような合金組成になるように調製したものを使用することができる。溶湯の温度は鋳造方法や合金の組成によって調整するが、金型重力傾斜鋳造法の場合には、通常、６８０〜７８０℃である。
【００３０】
本発明のアルミニウム合金鋳物は、アルミニウム合金を鋳造した後に溶体化処理又は時効硬化処理の少なくとも一方から選択される熱処理を施すことが好適であり、溶体化処理することがより好適である。溶体化処理とは、鋳造後のアルミニウム合金鋳物を溶解しない程度の高温で保持して合金の析出成分が基地中に十分溶け込んだ固溶状態にした後に、焼入れして過飽和固溶体にする処理のことである。このときの保持温度は３１０〜５８０℃が好適であり、４００〜４８０℃がより好適である。保持時間は１〜１０時間が好適であり、２〜８時間がより好適である。溶体化処理はアルミニウム合金鋳物を研磨した後に行っても構わないが、光輝性の観点からは、研磨する前に溶体化処理することが好適である。
【００３１】
また、アルミニウム合金鋳物を溶体化処理した後に時効硬化処理することがより好適である。時効硬化処理とは、溶体化処理によって過飽和固溶体になったアルミニウム合金鋳物を熱的に安定な平衡状態に移行させる熱処理のことである。このときの保持温度は１００〜２５０℃が好適であり、１２０〜２００℃がより好適である。保持時間は１〜２４時間が好適であり、２〜１２時間がより好適である。
【００３２】
本発明のアルミニウム合金鋳物は、溶体化処理した後に時効硬化処理する熱処理を行うことによって、強度、硬度及び靭性がさらに向上するとともに、光輝性もさらに向上する。
【００３３】
本発明のアルミニウム合金鋳物を製造する場合の研磨方法は特に制限されない。例えば、電解研磨；乾式バフ研磨、湿式バフ研磨などのバフ研磨；化学研磨；バレル研磨などの一般的に用いられる研磨方法を採用することができる。光輝性の観点からは電解研磨及びバフ研磨が好適である。バフ研磨のなかでも湿式バフ研磨が好適である。研磨した後に陽極酸化皮膜を形成する場合には、電解研磨が好適である。電解研磨した後に陽極酸化皮膜を形成した場合には陽極酸化皮膜を形成することによる光輝性の低下が非常に小さい。
【００３４】
本発明のアルミニウム合金鋳物は、厚さ０．５〜１５μｍの陽極酸化皮膜を有することが好適である。このときの陽極酸化皮膜は研磨後のアルミニウム合金鋳物の表面に形成されるものである。陽極酸化皮膜を形成する方法は特に制限されない。通常のアルミニウム合金に対する陽極酸化皮膜の形成方法を用いることができる。電解液としては、例えば、リン酸、硫酸、硼酸又はシュウ酸などの酸やそれらの塩などが挙げられる。使用する電源は特に限定されず、直流電源であっても交流電源であってもよい。
【００３５】
このような陽極酸化皮膜を有することで、アルミニウム合金鋳物の耐食性が高められる。また、アルミニウム合金鋳物にクリアー塗装などの塗装を行う場合に塗膜の密着力が強くなる。陽極酸化皮膜の厚さが１５μｍより厚い場合にはアルミニウム合金鋳物の光輝性が不十分になるおそれがある。陽極酸化皮膜の厚さは１０μｍ以下であることが好適であり、５μｍ以下であることがより好適であり、４μｍ以下であることがさらに好適である。陽極酸化皮膜の厚さが０．５μｍ未満の場合には耐食性に対する効果が得られないおそれがある。陽極酸化皮膜の厚さは１μｍ以上であることが好適であり、１．５μｍ以上であることがより好適である。
【００３６】
本発明において、前記アルミニウム合金を鋳造して電解研磨した後に、陽極酸化皮膜を形成することがより好適である。こうして得られる陽極酸化皮膜を有するアルミニウム合金鋳物は、非常に優れた光輝性を有する。電解研磨後の表面は非常に清浄であるため、陽極酸化皮膜が均一に形成されると考えられる。そして、均一な陽極酸化皮膜が形成されることにより、優れた光輝性が得られるものと考えられる。また、電解研磨は簡便である。後述する実施例にも、電解研磨した後に、陽極酸化皮膜を形成した場合の顕著な効果が示されている。電解研磨した後に、陽極酸化皮膜を形成して得られた鋳物（実施例５）は、優れた光輝性を有していた。
【００３７】
また、本発明のアルミニウム合金鋳物は、アルミニウム合金を鋳造して研磨した後に、クリアー塗装することも好適である。クリアー塗装は研磨した後のアルミニウム合金鋳物の表面に行ってもよいし、研磨した後に陽極酸化皮膜を形成したアルミニウム合金鋳物の表面に行ってもよい。耐食性や塗膜の密着力の観点からは、研磨した後に陽極酸化皮膜を形成したアルミニウム合金鋳物の表面にクリアー塗装するのが好適である。クリアー塗装用の塗料は一般的なクリアー塗装用の塗料が使用できる。例えば、アクリル樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料、ポリエステル樹脂塗料、フッ素樹脂塗料などの塗料が挙げられる。これらは、常温で溶剤を蒸発させて乾燥させる常温乾燥型塗料であってもよいが、剥離防止の観点からは、加熱や紫外線照射により反応硬化させる反応硬化型の塗料が好適である。塗装方法は、静電塗装、スプレー塗装、刷毛塗り、電着塗装等を適宜採用することができる
【００３８】
こうして得られた本発明のアルミニウム合金鋳物はＪＩＳ：Ｚ８７４１に基づいて測定した光沢度が１００以上である。本発明のアルミニウム合金鋳物は、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｂ及びＢｅを上記の量含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる組成を有することで、鋳造後、研磨して得られるアルミニウム合金鋳物は、高い強度、硬度及び靭性を維持しつつ、優れた光輝性を有するようになる。光沢度は１５０％以上であることが好適であり、２５０％以上であることがより好適であり、３００％以上であることがさらに好適であり、４５０％以上であることが特に好適である。
【００３９】
本発明のアルミニウム合金鋳物が自動車用アルミホイールであることが好適である。本発明のアルミニウム合金鋳物は高い強度、硬度及び靭性を維持しつつ、優れた光輝性を有するため、それからなる自動車用アルミホイールは、クロムメッキ処理した従来品と同等の質感の高い金属光沢を有する意匠性に優れたものとなる。クロムメッキ処理が不要であることによるコスト削減効果が大きく、クロムメッキ処理に必要な有害物質を使用しないため環境負荷も低減されるうえ、アルミニウム合金のリサイクル性も向上する。
【００４０】
また、本発明のアルミニウム合金鋳物は、自動車、バイクなどの輸送機器をはじめとして、自転車、釣り具などのレジャー用品；建築部材；電子機器又は日用品など、様々な分野において好適に用いることができる。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。【００４２】
［光沢度の測定方法］
アルミニウム合金鋳物の表面の光輝性は、ＪＩＳ：Ｚ８７４１の鏡面光沢度測定方法にに基づいて測定した光沢度を指標として評価した。光沢度の測定条件は以下のとおりである。
測定条件：Ｇｓ（６０°）
測定装置：株式会社村上色彩技術研究所製  ディジタル光沢計「（ＧＭ−３Ｄ）」【００４３】
［引張強さ、耐力及び伸びの測定方法］
ＪＩＳ：Ｈ５２０２に基づいた舟型の金型試験片鋳型を用いてアルミニウム合金を鋳造した。得られたアルミニウム合金鋳物を各実施例における条件に従って熱処理、切削加工、研磨等の処理を行って、ＪＩＳ：Ｚ２２０１に基づいた４号試験片を作製した。得られた試験片の引張強さ、耐力及び伸びをＪＩＳ：Ｚ２２４１に基づいてそれぞれ測定した。【００４４】
［ブリネル硬さの測定方法］
ブリネル硬さをＪＩＳ：Ｚ２２４３に基づいて以下のように測定した。ＪＩＳ：Ｈ５２０２に基づいた舟型の金型試験片鋳型を用いてアルミニウム合金を鋳造した。得られたアルミニウム合金鋳物を各実施例における条件に従って熱処理、切削加工、研磨等の処理を行い、縦２０ｍｍ、横２０ｍｍ、高さ１０ｍｍの試験片を作製した。直径１０ｍｍの超硬合金球の圧子を試験片の平滑な表面に規定の試験力４．９０３ｋＮになるまで押し込み、規定の試験力で１０〜１５秒保持した。試験力を解除した後、表面に残ったくぼみの直径を測定し、ブリネル硬さをＪＩＳ：Ｚ２２４３附属書Ｂのブリネル硬さ算出表から読み取った。【００４５】
［ディスクホイールの性能評価方法］
１６インチの自動車用ディスクホイールの金型を用いて、各実施例における条件に従って作製したディスクホイールの回転曲げ耐久試験、半径方向負荷耐久試験及び乗用車用衝撃試験をＪＩＳ：Ｄ４１０３に基づいて測定した。【００４６】
実施例１
表１に示す組成（合金１）の溶湯（７３０℃）をＪＩＳ：Ｈ５２０２に基づいた舟型の金型試験片鋳型に鋳込み、アルミニウム合金鋳物を金型傾斜重力鋳造により鋳造した。金型から取り出したアルミニウム合金鋳物を４３０℃で６時間保持した後に、焼入れ（水冷）して溶体化処理した後に、１６０℃で８時間時効硬化処理を行った。熱処理した該アルミニウム合金鋳物を切削加工して、縦３０ｍｍ、横３５ｍｍ、高さ２０ｍｍに成形した。電解研磨の前処理として、アルミニウム合金鋳物を水酸化ナトリウム系脱脂液に１０分間浸漬して脱脂した後に、５％硝酸に３０秒間浸漬してスマットを除去した。電解研磨は前処理した該アルミニウム合金鋳物をリン酸と硫酸の混合溶液中（浴温６５℃）で１分間陽極電解して行った。得られたアルミニウム合金鋳物の光沢度を測定した。このときのアルミニウム合金鋳物における測定位置は、前記切削加工により平面状に加工した部分とした。その結果を表２に示す。また、切削加工において、ＪＩＳ：Ｚ２２０１に基づいた４号試験片の形状に成形したこと以外は、光沢度測定に供したものと同様にして作製したアルミニウム合金鋳物の引張強さ、耐力及び伸びをそれぞれ測定した。その結果を表２に示す。さらに、切削加工において、縦２０ｍｍ、横２０ｍｍ、高さ１０ｍｍに成形したこと以外は光沢度測定に供したものと同様にして作製したアルミニウム合金鋳物の硬度を測定した。その結果を表２に示す。【００４７】
比較例１
電解研磨しなかったこと以外は実施例１と同様にしてアルミニウム合金鋳物を作製して光沢度を測定した。その結果を表２に示す。研磨を行わなかった場合には光沢度は著しく低かった。【００４８】
比較例２
鋳造する際に用いる溶湯が表１に示す組成（合金３）のものであったことと、溶体化処理の条件が５３５℃、３時間、時効硬化処理の条件が１６０℃、４時間であったこと以外は実施例１と同様にしてアルミニウム合金鋳物を作製して光沢度を測定した。その結果を表２に示す。また、切削加工において、ＪＩＳ：Ｚ２２０１に基づいた４号試験片の形状に成形したこと以外は、光沢度測定に供したものと同様にして作製したアルミニウム合金鋳物の引張強さ、耐力及び伸びをそれぞれ測定した。その結果を表２に示す。さらに、切削加工において、縦２０ｍｍ、横２０ｍｍ、高さ１０ｍｍに成形したこと以外は光沢度測定に供したものと同様にして作製したアルミニウム合金鋳物の硬度を測定した。その結果を表２に示す。該アルミニウム合金鋳物は電解研磨後、表面が白濁して光輝性が得られなかった。【００４９】
実施例２
切削加工後のアルミニウム合金鋳物を、電解研磨の代わりに、湿式バフ研磨したこと以外は実施例１と同様にしてアルミニウム合金鋳物を作製して光沢度を測定した。その結果を表２に示す。【００５０】
実施例３
鋳造する際に用いる溶湯が表１に示す組成（合金２）のものであったことと、切削加工後のアルミニウム合金鋳物を、電解研磨の代わりに、湿式バフ研磨したこと以外は実施例１と同様にしてアルミニウム合金鋳物を作製して光沢度を測定した。その結果を表２に示す。また、切削加工において、ＪＩＳ：Ｚ２２０１に基づいた４号試験片の形状に成形したこと以外は、光沢度測定に供したものと同様にして作製したアルミニウム合金鋳物の引張強さ、耐力及び伸びをそれぞれ測定した。その結果を表２に示す。さらに、切削加工において、縦２０ｍｍ、横２０ｍｍ、高さ１０ｍｍに成形したこと以外は光沢度測定に供したものと同様にして作製したアルミニウム合金鋳物の硬度を測定した。その結果を表２に示す。【００５１】
比較例３
鋳造する際に用いる溶湯が表１に示す組成（合金３）のものであったこと、溶体化処理の条件が５３５℃、３時間、時効硬化処理の条件が１６０℃、４時間であったこと、切削加工後のアルミニウム合金鋳物を、電解研磨の代わりに、湿式バフ研磨したこと以外は実施例１と同様にしてアルミニウム合金鋳物を作製して光沢度を測定した。その結果を表２に示す。このようなアルミニウム合金鋳物の光沢度は、同条件で湿式バフ研磨した本発明のアルミニウム合金鋳物（実施例２）と比較して、光沢度が大きく劣っていた。【００５２】
実施例４
脱脂及びスマット除去したアルミニウム合金鋳物を、電解研磨の代わりに、化学研磨したこと以外は実施例１と同様にしてアルミニウム合金鋳物を作製して光沢度を測定した。なお、化学研磨は浴温９５℃の化学研磨処理液（奥野製薬工業株式会社製）に1分間浸漬して行った。その結果を表２に示す。【００５３】
実施例５
電解研磨工程終了までは実施例１と同様にしてアルミニウム合金鋳物の作製を行った。電解研磨後、研磨溶液中のアルミニウム合金鋳物を陽極酸化処理溶液の入った浴槽に移して陽極酸化処理を行った。陽極酸化処理は、電源に直流電源を使用して、電解液としてアルミニウム５ｇ／Ｌを溶存させた硫酸水溶液（１８０ｇ／Ｌ）を用いて、１２．５Ｖで１分間通電して行った。形成された陽極酸化皮膜の厚みは２μｍであった。該アルミニウム合金鋳物の光沢度を実施例１と同様にして測定した。その結果を表２に示す。【００５４】
比較例４
表１に示す組成（合金３）の溶湯を用いたことと、溶体化処理の条件が５３５℃、３時間、時効硬化処理の条件が１６０℃、４時間であったこと以外は実施例１と同様にして、電解研磨工程終了までアルミニウム合金鋳物の作製を行った。電解研磨後、研磨溶液中のアルミニウム合金鋳物を陽極酸化処理溶液の入った浴槽に移して陽極酸化処理を行った。陽極酸化処理は、電源に直流電源を使用して、電解液としてアルミニウム５ｇ／Ｌを溶存させた硫酸水溶液（１８０ｇ／Ｌ）を用いて、１２．５Ｖで１分間通電して行った。形成された陽極酸化皮膜の厚みは２μｍであった。該アルミニウム合金鋳物の光沢度を実施例１と同様にして測定した。その結果を表２に示す。この場合のアルミニウム合金鋳物は光沢度が著しく低かった。【００５５】
実施例６、７
切削加工後のアルミニウム合金鋳物を、電解研磨の代わりに、湿式バフ研磨したこと以外は実施例１と同様にして湿式バフ研磨工程終了までアルミニウム合金鋳物の作製を行った。湿式バフ研磨後のアルミニウム合金鋳物を水酸化ナトリウム系脱脂液に浸漬して研磨剤や油分等を除去した後、陽極酸化処理に供した。陽極酸化処理は、電源に直流電源を使用して、電解液としてアルミニウム５ｇ／Ｌを溶存させた硫酸水溶液（１８０ｇ／Ｌ）を用いて、１２．５Ｖで１分間（実施例６）又は２０分間（実施例７）分間通電して行った。形成された陽極酸化皮膜の厚みは２μｍ（実施例６）又は１０μｍ（実施例７）であった。該アルミニウム合金鋳物の光沢度を実施例１と同様にして測定した。その結果を表２に示す。【００５６】
実施例８
熱処理（溶体化処理及び時効硬化処理）を行わなかったこと以外は実施例１と同様にしてアルミニウム合金鋳物を作製して光沢度を測定した。その結果を表２に示す。また、切削加工において、ＪＩＳ：Ｚ２２０１に基づいた４号試験片の形状に成形したこと以外は、光沢度測定に供したものと同様にして作製したアルミニウム合金鋳物の引張強さ、耐力及び伸びをそれぞれ測定した。その結果を表２に示す。さらに、切削加工において、縦２０ｍｍ、横２０ｍｍ、高さ１０ｍｍに成形したこと以外は光沢度測定に供したものと同様にして作製したアルミニウム合金鋳物の硬度を測定した。その結果を表２に示す。【００５７】
比較例５
熱処理（溶体化処理及び時効硬化処理）を行わなかったことと、電解研磨しなかったこと以外は実施例１と同様にしてアルミニウム合金鋳物を作製して光沢度を測定した。その結果を表２に示す。研磨を行わなかった場合には光沢度は著しく低かった。【００５８】
実施例９
熱処理（溶体化処理及び時効硬化処理）を行わなかったことと、切削加工後のアルミニウム合金鋳物を、電解研磨の代わりに、湿式バフ研磨したこと以外は実施例１と同様にしてアルミニウム合金鋳物を作製して光沢度を測定した。その結果を表２に示す。【００５９】
比較例６
鋳造する際に用いる溶湯が表１に示す組成（合金４）のものであったこと、熱処理（溶体化処理及び時効硬化処理）を行わなかったこと、切削加工後のアルミニウム合金鋳物を、電解研磨の代わりに、湿式バフ研磨したこと以外は実施例１と同様にしてアルミニウム合金鋳物を作製して光沢度を測定した。その結果を表２に示す。また、切削加工において、ＪＩＳ：Ｚ２２０１に基づいた４号試験片の形状に成形したこと以外は、光沢度測定に供したものと同様にして作製したアルミニウム合金鋳物の引張強さ、耐力及び伸びをそれぞれ測定した。その結果を表２に示す。さらに、切削加工において、縦２０ｍｍ、横２０ｍｍ、高さ１０ｍｍに成形したこと以外は光沢度測定に供したものと同様にして作製したアルミニウム合金鋳物の硬度を測定した。その結果を表２に示す。【００６０】
実施例１０
熱処理（溶体化処理及び時効硬化処理）を行わなかったことと、脱脂及びスマット除去したアルミニウム合金鋳物を、電解研磨の代わりに、化学研磨したこと以外は実施例１と同様にしてアルミニウム合金鋳物を作製して光沢度を測定した。なお、化学研磨は浴温９５℃の化学研磨処理液（奥野製薬工業株式会社製）に1分間浸漬して行った。その結果を表２に示す。【００６１】
参考例１
比較例３のアルミニウム合金鋳物にクロムメッキ処理を行い、光沢度を測定した。その結果を表２に示す。【００６２】
【表１】
2011111816.tif 000002
【００６３】
【表２】
2011111816.tif 000003
【００６４】
実施例１１
表１に示す組成（合金１）の溶湯（７３０℃）を自動車用ディスクホイールの金型に鋳込み、金型傾斜重力鋳造法により、１６インチのディスクホイールを鋳造した。金型から取り出したアルミニウム合金鋳物を４３０℃で６時間保持した後に、焼入れ（水冷）して溶体化処理した後に、１６０℃で８時間時効硬化処理を行った。続いて、該ディスクホイールの表面などの必要箇所を切削加工した。該ディスクホイール表面及びデザイン部全面を湿式バフ研磨して光輝性のディスクホイールを得た。該ディスクホイールを目視で観察したところ、金型が異なること以外は同様に作製した実施例２のアルミニウム合金鋳物と同等の光輝性を有していた。該ディスクホイールの回転曲げ耐久試験、半径方向負荷耐久試験及び乗用車用衝撃試験をＪＩＳ：Ｄ４１０３に基づいて実施した。その結果を表３に示す。また、鋳造時、溶湯の湯流れ性は良好であった。【００６５】
実施例１２
表１に示す組成（合金２）の組成の溶湯を用いたこと以外は実施例１１と同様にしてディスクホイールを作製して、該ディスクホイールの回転曲げ耐久試験、半径方向負荷耐久試験及び乗用車用衝撃試験を実施した。その結果を表３に示す。該ディスクホイールを目視で観察したところ、金型が異なること以外は同様に作製した実施例３のアルミニウム合金鋳物と同等の光輝性を有していた。また、鋳造時、溶湯の湯流れ性は良好であった。【００６６】
比較例７
表１に示す組成（合金３）の組成の溶湯を用いたことと、溶体化処理の条件が５３５℃、３時間、時効硬化処理の条件が１６０℃、４時間であったこと以外は実施例１１と同様にしてディスクホイールを作製して、該ディスクホイールの回転曲げ耐久試験、半径方向負荷耐久試験及び乗用車用衝撃試験を実施した。その結果を表３に示す。該ディスクホイールを目視で観察したところ、金型が異なること以外は同様に作製した比較例３のアルミニウム合金鋳物と同等の光輝性であった。【００６７】
実施例１３
熱処理（溶体化処理及び時効硬化処理）を行わなかったこと以外は実施例１１と同様にしてディスクホイールを作製して、該ディスクホイールの回転曲げ耐久試験、半径方向負荷耐久試験及び乗用車用衝撃試験を実施した。その結果を表３に示す。該ディスクホイールを目視で観察したところ、金型が異なること以外は同様に作製した実施例９のアルミニウム合金鋳物と同等の光輝性を有していた。【００６８】
比較例８
表１に示す組成（合金４）の組成の溶湯を用いたことと、熱処理（溶体化処理及び時効硬化処理）を行わなかったこと以外は実施例１１と同様にして光輝性のディスクホイールを作製して、該ディスクホイールの回転曲げ耐久試験、半径方向負荷耐久試験及び乗用車用衝撃試験を実施した。その結果を表３に示す。該ディスクホイールを目視で観察したところ、金型が異なること以外は同様に作製した比較例６のアルミニウム合金鋳物と同等の光輝性であった。このとき用いた溶湯は湯流れ性が十分でなく、鋳造性が悪かった。【００６９】
【表３】
2011111816.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月11日(2012.1.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｇ：１．５〜５．５重量％、Ｚｎ：１．６〜５．０重量％、Ｓｉ：０．２重量％以下、Ｆｅ：０．４重量％以下、Ｃｕ：０．４重量％以下、Ｔｉ：０．２重量％以下、Ｂ：０．１重量％以下及びＢｅ：０．１重量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金を、鋳造した後に、電解研磨又はバフ研磨してなる、ＪＩＳ：Ｚ８７４１に基づいて測定した光沢度が２５０％以上であることを特徴とするアルミニウム合金鋳物。
【請求項２】
前記アルミニウム合金鋳物が自動車用アルミホイールである、請求項１に記載のアルミニウム合金鋳物。
【請求項３】
厚さ０．５〜１５μｍの陽極酸化皮膜を有する請求項１又は２に記載のアルミニウム合金鋳物。
【請求項４】
Ｍｇ：１．５〜５．５重量％、Ｚｎ：１．６〜５．０重量％、Ｓｉ：０．２重量％以下、Ｆｅ：０．４重量％以下、Ｃｕ：０．４重量％以下、Ｔｉ：０．２重量％以下、Ｂ：０．１重量％以下及びＢｅ：０．１重量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金を、鋳造した後に、得られた鋳物を電解研磨又はバフ研磨する、ＪＩＳ：Ｚ８７４１に基づいて測定した光沢度が２５０％以上であるアルミニウム合金鋳物の製造方法。
【請求項５】
前記アルミニウム合金鋳物が自動車用アルミホイールである、請求項４に記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法
【請求項６】
前記鋳造が重力鋳造である請求項４又は５に記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法。
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
前記アルミニウム合金を鋳造した後に、３１０〜５８０℃で１〜１０時間、溶体化処理する請求項４〜６のいずれかに記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法。
【請求項９】
前記溶体化処理の後に、１００〜２５０℃で１〜２４時間、時効硬化処理する請求項８に記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法。
【請求項１０】
前記アルミニウム合金を鋳造して研磨した後に、陽極酸化皮膜を形成する請求項４〜６、８又は９のいずれかに記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法。
【請求項１１】
前記アルミニウム合金を鋳造して電解研磨した後に、陽極酸化皮膜を形成する請求項４〜６、８又は９のいずれかに記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法
【請求項１２】
前記アルミニウム合金を鋳造して研磨した後に、クリアー塗装する請求項４〜６又は８〜１１のいずれかに記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法。
【国際調査報告】
2011111816.tif 000005
2011111816.tif 000006
2011111816.tif 000007
2011111816.tif 000008